本發(fā)明涉及光學成像技術領域,具體涉及一種微型光學變焦模組。

背景技術：

伴隨著近年來的科技發(fā)展，各類移動設備如筆記本電腦、平板電腦、手機或智能手表等可穿戴設備逐漸朝著輕薄、小型化發(fā)展。而在這些設備中，很多都需要用到微型攝像頭，為了使設備本身更加輕薄，對微型攝像頭也提出了更高的要求。一方面要求分辨率高，另一方面又要求尺寸上更加小巧，而分辨率的增加也意味著鏡頭組件的尺寸會越來越大。目前，為了成像的質量，微型攝像頭一般都配備有光學變焦系統(tǒng)。光學變焦的方式一般是采用音圈馬達或者步進馬達承載鏡頭組，通過移動鏡頭組實現(xiàn)變焦功能。而為了達到驅動鏡頭模組的功率，承載鏡頭模組的馬達體積也更大。隨著分辨率的不斷增加，鏡頭組的體積不可避免地越來越大，當鏡頭模組過大時，承載鏡頭的馬達為了實現(xiàn)移動對焦及變焦所消耗的功率，也不可避免地越來越大，再加上鏡頭組等光電元件，更進一步增大了攝像頭的厚度和體積，導致整體攝像頭的體積也難以縮小。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種體積較小且厚度較薄的微型光學變焦模組。

本發(fā)明采用如下方案實現(xiàn)：

一種微型光學變焦模組，包括：底座；連接在底座上的外殼，外殼與底座圍成一收容空間,且外殼的第一面上形成有開口；設置在所述收容空間內的、與所述開口相對應的可動鏡頭組件；設置在所述收容空間內、用于驅動所述可動鏡頭組件沿光軸方向和垂直于光軸方向中的至少一個方向移動的驅動部件；以及固定于所述外殼的第一面上的固定鏡頭組件。

進一步的，所述固定鏡頭組件包括第二透鏡及用于支撐保護第二透鏡的第二鏡座，在所述微型光學變焦模組靜止不動且驅動部件未通電的情況下，所述固定鏡頭組件與所述可動鏡頭組件的光軸重合。

作為一種實施方式，所述可動鏡頭組件包括第一透鏡及固定第一透鏡的第一鏡座。所述驅動部件包括：固定在底座上的電路板；繞光軸方向纏繞并固定在第一鏡座外周的對焦線圈；設置在對焦線圈外周側并與對焦線圈隔空相對設置的多個磁鐵；用于固定所述多個磁鐵的框架；用于將第一鏡座懸架支撐于所述框架內側并可沿所述可動鏡頭組件的光軸方向移動的板彈簧，所述板彈簧的內周側連接所述鏡座，其外周側連接所述框架；以及多個沿光軸方向延伸的直線彈簧，其一端連接至底座側，另一端連接至所述框架側，以將所述框架懸架支撐為可沿垂直于所述可動鏡頭組件的光軸方向移動的狀態(tài)。其中，所述電路板上設置有與所述多個磁鐵隔空對置的多個防抖線圈。

進一步的，所述固定鏡頭組件的靠近被攝物體的一側設有光路改變機構，所述光路改變機構包括第三鏡座，一棱鏡連接于所述第三鏡座上，用于將來自被攝物體方向的光折射并反射向所述固定鏡頭組件。

進一步的，所述棱鏡可旋轉連接在所述第三鏡座上。

作為另一種實施方式的，所述可動鏡頭組件包括第一透鏡及固定第一透鏡的第一鏡座。所述驅動部件包括：固定在底座上的電路板，所述可動鏡頭組件的光軸平行于所述電路板表面；設置在電路板上的、繞垂直于電路板表面的方向纏繞的多個驅動線圈；固定在第一鏡座朝的向電路板的一面上的多個磁鐵，該多個磁鐵與所述多個驅動線圈隔空對置；以及多個沿垂直于電路板表面的方向延伸的直線彈簧，其一端連接在第一鏡座側，另一端連接在底座側，用于將第一鏡座懸架支撐為可以沿所述可動鏡頭組件的光軸方向和垂直于所述可動鏡頭組件的光軸方向移動的狀態(tài)。

進一步的，還包括多個固定在第一鏡座上的簧片，所述簧片包括用于固定在第一鏡座上的固定部以及從固定部上延伸而出的彈性懸臂，所述彈性懸臂延伸出第一鏡座外而呈懸空狀態(tài)，所述直線彈簧的一端與所述彈性懸臂相連，另一端連接所述電路板。

進一步的，所述第一鏡座的位于光軸兩側的側面上分別向外延伸而出一承載部，所述簧片為兩片，分別固定在兩個承載部上。

進一步的，從垂直于電路板的方向觀察，每個承載部均呈t型，且較寬的一端位于遠離第一鏡座的側面處，較窄的一端的端部連接第一鏡座的側面；所述簧片的固定部的形狀與承載部相同并與承載部固定，所述彈性懸臂的至少一部分延伸出承載部外而呈懸空狀態(tài)。

進一步的，所述彈性懸臂經過多次彎折以分別沿光軸方向和垂直于光軸的方向延伸，且其兩端分別與固定部的較寬的端部和較窄的端部相連。

對照現(xiàn)有的技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明將鏡頭組分設為可動鏡頭組件和固定鏡頭組件，通過可動部分在光軸方向上的移動可以實現(xiàn)對焦和變焦功能，也可實現(xiàn)垂直于光軸方向的移動實現(xiàn)防抖功能，驅動部件的承載重量減少，從而實現(xiàn)驅動部件的小型化、輕薄化，使得攝像頭的整體厚度更薄，降低了耗電量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種微型光學變焦模組實施例一的結構示意圖。

圖2為實施例一磁鐵和框架部分結構示意圖。

圖3為實施例一可動鏡頭組件的結構示意圖。

圖4為實施例一板彈簧的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明提供的一種微型光學變焦模組實施例二的結構示意圖。

圖6為實施例二可動鏡頭組件和簧片部分的結構示意圖。

圖7為實施例二的棱鏡結構示意圖。

具體實施方式

為便于本領域技術人員理解本發(fā)明，下面將結合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例一：

參照圖1至圖4，本發(fā)明提供的一種微型光學變焦模組包括底座1和連接在底座上的外殼2，外殼2與底座1圍成一收容空間,且外殼2的頂面（第一面）上形成有一開口21。該微型光學變焦模組還包括設于收容空間內與外殼開口21相對設置的可動鏡頭組件3、設于收容空間內用于驅動可動鏡頭組件3沿著其光軸方向或垂直于其光軸方向運動的驅動部件4、以及固定在外殼1的頂面上的固定鏡頭組件5。

固定鏡頭組件5包括第二透鏡52和用于支撐保護第二透鏡52的第二鏡座51，以及固定在外殼2的第一面上的框形的第二底座53。在微型光學變焦模組未處于工作狀態(tài)下，也即微型光學變焦模組靜止不動且驅動部件4未通電的情況下，固定鏡頭組件5與可動鏡頭組件3的光軸應重合。為方便描述，下文中提及的光軸均指微型光學變焦模組未處于工作狀態(tài)下時固定鏡頭組件5與可動鏡頭組件3的光軸。且靠近被攝物體的一側為光軸前方，遠離被攝物體的一側為光軸后方?？蓜隅R頭組件3包括第一透鏡32和用于固定第一透鏡的第一鏡座31。

具體的，驅動部件4主要包括固定在底座1上的電路板41、固定在電路板41上的防抖線圈47、繞著光軸的方向纏繞在第一鏡座31外圍的對焦線圈42和環(huán)繞設置在對焦線圈外圍的多個磁鐵43。其中，底座1呈方形，中部開有通孔11，電路板41中部也開有對應的通孔411。第一鏡座31外形為規(guī)則八邊形，中部形成有用于固定透鏡的通孔。對焦線圈42繞第一鏡座31外周壁纏繞，也呈八邊形狀。磁鐵43固定于一框架44上?？蚣?4大體為方形，套設在第一鏡座31外圍。在框架44的四個邊處均設置有用于容納磁鐵43端部的凹槽441。本實施例中環(huán)繞著對焦線圈設置有4個磁鐵，磁鐵為長方體，端部插接在框架44的凹槽441之中，與對焦線圈42的外周側隔空對置。

驅動部件4還包括用于將第一鏡座31懸架支撐于框架44內側，并可沿光軸方向移動的板彈簧45。板彈簧45整體呈片/板狀，包括大體呈圓環(huán)形的內周側451、與框架44四角處對應的四個固定片作為外周側452、以及連接內周側和外周側的彈性腕部453。其中內周側與第一鏡座31相連接，外周側連接于框架44的四角上，腕部沿徑向和周向以及平行于框架四邊的方向延伸，以具有預設彈性。本實施例中，板彈簧45設有兩片，分別位于框架44和第一鏡座31沿光軸方向的兩端。當對焦線圈42通電，產生的洛倫茲力使得第一鏡座31（對焦線圈42）可相對框架44（磁鐵43）在光軸的方向移動，實現(xiàn)對焦和變焦功能。

驅動部件4還包括沿著光軸方向延伸的多個直線彈簧46，本實施例中設置有4個直線彈簧。直線彈簧46的一端連接在底座1側，另一端連接在框架44側。本實施例中，直線彈簧46設置在四角處，一端連接在底座1一側的電路板41的角部，另一端連接在框架44一側的位于光軸方向前方（靠近被攝物體一側）的板彈簧45的角部。在直線彈簧46的支撐下，第一鏡座31和固定有磁鐵43的框架44懸架于底座1上。

固定在電路板41上的防抖線圈47為多個與磁鐵43隔空相對設置的線圈，防抖線圈47均繞平行于光軸的方向纏繞，呈長圓形。圖1中，防抖線圈47為形成（通過蝕刻等方式）在電路板上的平板線圈，其他實施例中，防抖線圈可為由導電線纏繞形成的多個獨立的線圈。當防抖線圈47通電，產生的洛倫茲力與磁鐵43相互作用，使得框架44（磁鐵43）帶動透鏡相對底座1（防抖線圈47）在垂直于光軸的方向移動，實現(xiàn)防抖。

電路板41用于為對焦線圈42和防抖線圈47供電，并控制供電量的大小。

具體實施時，微型光學變焦模組保持光軸方向與成像元件垂直，并經由底座設置在成像元件上方。工作時，光線從固定鏡頭組件5的第二透鏡52通過，隨后通過可動鏡頭組件3的第一透鏡32，電路板41向驅動部件4的對焦線圈42輸出電流，在磁鐵43的作用下第一鏡座31經由洛倫茲力的推動實現(xiàn)在光軸方向上的移動，從而帶動可動鏡頭組件在光軸方向上移動，到達洛倫茲力和板彈簧的恢復力以及重力的平衡點，實現(xiàn)對焦和變焦的功能，使得成像元件上得到清晰的圖像。當有抖動發(fā)生時，驅動部件對防抖線圈通電，在磁鐵和直線彈簧的作用下，可動鏡頭組件可在垂直于光軸的方向上移動達到防抖的目的。

實施例二：

參照圖5至圖7，本實施例提供的一種微型光學變焦模組包括底座1和連接在底座上的外殼2，外殼2與底座1圍成一收容空間,且外殼2的一個側面（定義為第一面）上形成有一開口21。該微型光學變焦模組還包括設于收容空間內與外殼開口21相對設置的可動鏡頭組件3、設于收容空間內用于驅動可動鏡頭組件沿著光軸方向或垂直于光軸方向運動的驅動部件4、以及固定在外殼的第一面上的固定鏡頭組件5。此外，在固定鏡頭組件5的靠近被攝物體的一側設有一光路改變機構。

固定鏡頭組件5包括第二透鏡52和用于支撐保護第二透鏡52的第二鏡座51，以及固定在外殼2的第一面上的框形的第二底座53。在微型光學變焦模組未處于工作狀態(tài)下，也即微型光學變焦模組靜止不動且驅動部件4未通電的情況下，固定鏡頭組件5與可動鏡頭組件3的光軸重合。為方便描述，下文中提及的光軸均指微型光學變焦模組未處于工作狀態(tài)下時固定鏡頭組件5與可動鏡頭組件3的光軸，且靠近被攝物體的一側為光軸前方，遠離被攝物體的一側為光軸后方?？蓜隅R頭組件包括第一透鏡32和用于固定第一透鏡32的第一鏡座31。

光路改變機構6包括第三鏡座61，第三鏡座上設有一棱鏡62，來自被攝物體方向的光進入棱鏡后發(fā)生折射，隨后反射向固定鏡頭組件。棱鏡62與第三鏡座61之間可為可轉動連接，光路改變機構還可包括可驅動棱鏡62旋轉以改變光線的反射路徑的驅動機構（圖中未表示）。

驅動部件4主要包括固定在底座1上的電路板41、固定在電路板41上的驅動線圈47’、固定在第一鏡座31的朝向電路板41一面的多個磁鐵43。同時，在沿著垂直于電路板方向設置有多個直線彈簧46。其中，底座1和電路板41均為方形板狀。驅動線圈47’為繞著垂直于電路板的方向纏繞的多個長圓形線圈，本實施例中，采用了多個形成（通過蝕刻等方式）在一單獨的電路板上的驅動線圈47’（也即平板線圈），該單獨的電路板大體呈方形，驅動線圈47’分別設置在該單獨的電路板的四邊處,且與前述多個磁鐵相對應，同時線圈邊與電路板邊平行。具體實施時可以一個磁鐵對應一個線圈，也可一個磁鐵對應多個線圈。其他實施例中，驅動線圈47’可為由電線纏繞而出的獨立線圈。

第一鏡座31大體呈方形，定義其與電路板41相對的一面為底面，與電路板41相背的一面為頂面，與外殼2的開口21相對和相背的一對側面為第一側面，與第一側面相鄰的面為第二側面。則磁鐵43固定在第一鏡座31的底面上，且與驅動線圈47’隔空相對設置。透鏡保持在貫穿第一鏡座31的第一側面的孔中，并與外殼2的開口21相對。

第一鏡座31的兩個第二側面上均向外側延伸而出一承載部311，312。從垂直于電路板41的方向觀察，每個承載部311，312均呈t型，且較寬的一端（t字的橫部）位于遠離第二側面處，較窄的一端（t字的豎部）的端部連接第二側面。每個承載部311，312上均固定一簧片7。

簧片7呈板/片狀，其具有一形狀與承載部311在垂直于電路板41的方向上的形狀相同的固定部71，還具有從固定部的位于光軸方向上的兩個端部延伸而出的兩個彈性懸臂72。也即，簧片7包括一個固定部71和連接在固定部兩端的兩個彈性懸臂72，固定部與承載部311固定連接，彈性懸臂72懸空在承載部311外側，且彈性懸臂72在不受力的情況下與固定部位于同一平面內。具體的，本實施例中，每個彈性懸臂72的端部從簧片7的固定部71的較寬的一端（t字的橫部）的端部沿光軸方向延伸，然后彎折并朝向第一鏡座31的第二側面方向延伸，然后彎折朝向固定部的較窄的部分延伸，然后繼續(xù)彎折朝向第一鏡座31的第二側面方向延伸，最后在靠近第一鏡座31的第二側面的位置再次彎折朝向固定部的較窄的部分延伸，并最終與固定部的較窄的部分的靠近端部處連接。

本實施例中設置有4個直線彈簧46，直線彈簧46的一端連接在第一鏡座31側，具體為簧片7的彈性懸臂72上，另一端連接在底座1側，具體為電路板41的角部。藉由直線彈簧46，維持可動鏡頭組的傾斜度在一定范圍內，同時保持著透鏡的第一鏡座31被懸架支撐在底座1上，使得第一鏡座31可沿平行于電路板的方向移動。

當驅動線圈47’通電時，在磁鐵43的作用下，其產生洛倫茲力與磁力相互作用，可推動可動鏡頭組件在光軸方向或垂直于光軸的方向上移動，實現(xiàn)對焦或變焦和防抖的功能。

具體實施過程中，電路板41給位于光軸方向上的一組驅動線圈47’通電，在磁鐵43的作用下經由洛倫茲力的推動實現(xiàn)可動鏡頭組件3的第一透鏡32在光軸方向上移動，實現(xiàn)對焦和變焦的功能。電路板41給位于垂直于光軸方向上的一組驅動線圈47’通電，在磁鐵43的作用下經由洛倫茲力的推動實現(xiàn)可動鏡頭組件3的第一透鏡32在垂直于光軸的方向上移動，實現(xiàn)防抖的功能。

工作時，來自被攝物體的光線首先進入到棱鏡62，光線進入棱鏡后發(fā)生折射，隨后反射到到固定鏡頭組件5處，光線從固定鏡頭組件的第二透鏡52通過，隨后通過可動鏡頭組件3的第一透鏡32，電路板41向驅動部件的驅動線圈47’輸出電流，驅動可動鏡頭組件3移動，使得成像元件上得到清晰的圖像。

本實施例中，簧片7固定于第一鏡座31的兩個承載部311,312上，其他實施例中，可取消承載部，簧片7的固定部71可直接固定于第一鏡座31的頂面或底面或第二側面上，只要彈性懸臂72的至少一部分處于無遮擋的懸空狀態(tài)，以連接直線彈簧46的端部，實現(xiàn)板彈簧功能即可。彈性懸臂72可與固定部71不在同一個平面，例如固定部可為l形，一部分固定在第一鏡座的第二側面上，另一部分向第一鏡座外側延伸并與彈性懸臂連接，使得彈性懸臂懸空。

其他實施例中，承載部的較寬的一端可與第一鏡座的第二側面相連，而較窄的一端為自由端。

其他實施例中，簧片的彈性臂的形狀可變形，只要其經過多次彎折并沿光軸方向和垂直于光軸的方向延伸，也可達到相似的彈性變形和恢復效果。彈性臂的兩端分別與簧片的固定部71的較寬的端部和較窄的端部相連，從而懸空。

在這兩個實施例中，可動鏡頭組件3的第一透鏡32可從外殼2的開口21中伸出，從而凸出于外殼2外部，因此需要第二底座53架高/隔離第二鏡座51。其他實施例中，若可動鏡頭組件3的第一透鏡32不會伸出開口21，則可取消第二底座53，第二鏡座51可直接固定在外殼2上。

本發(fā)明將鏡頭組分設為可動鏡頭組件和固定鏡頭組，通過驅動部件驅動可動部分在光軸方向上的移動可以實現(xiàn)對焦和變焦功能，驅動可動部分在垂直于光軸的方向上移動可實現(xiàn)防抖功能，驅動部件的承載重量大幅減少，從而實現(xiàn)驅動部件的小型化、輕薄化，使得攝像頭的整體厚度更薄,寬度更窄，進而可提高驅動效率降低耗電量。

雖然對本發(fā)明的描述是結合以上具體實施例進行的，但是熟悉本技術領域的人員能夠根據(jù)上述的內容進行許多替換、修改和變化，是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、改進和變化都包括在附后的權利要求的范圍內。